天津鋼管集團抗硫化氫應力腐蝕

102中國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)市場開拓獎申報書一、工程根本狀況編號： 2023004工程名稱 高鋼級〔TP80S〔S〕～TP100S(S)〕抗硫化氫腐蝕石油專用管研制與推廣完成單位 天津鋼管集團股份工程起止時間 1996年 5月 ～2023年5 月用于生產(chǎn)時間1999年5 工程根本狀況施效果和奉獻、與國內(nèi)外先進指標的比照、表達的社會作用和經(jīng)濟效益〕1、工程背景:疆、江漢等油田的油氣層中都含有硫化氫，其中尤以四川油田為例，它是世界上腐蝕最嚴峻的油氣田之一。國外也有很多含硫化氫的油氣田，如美國的巴羅馬油田、加拿大的平切爾灣油田。一般套管在用于含硫化氫的油氣資源開采時，套管在使用應力和硫化氫氣體的作用下，往往會在受力遠低于其本身屈服強度時突然發(fā)生脆斷〔這種現(xiàn)象稱為硫化氫應力腐蝕，輕者造成套管柱或整口井報廢，重者會造成井噴，使硫化氫隨油氣一同外溢，造成整臺鉆機及四周生態(tài)環(huán)境的巨大破壞。因此，開采含硫化氫的油氣資源就必需使用抗硫化氫腐蝕石油專用管。同時，APISPEC5CT中抗硫化氫應力腐蝕石油套管僅有C90T95兩個鋼級產(chǎn)品的技術(shù)標準，而日本、美國、意大利等國的生產(chǎn)廠家均有自己的產(chǎn)品系列?？沽蚧瘹涓g石油專用管是高技術(shù)含量的產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術(shù)在世界范圍內(nèi)被視為頂NKK、美鋼聯(lián)等壟斷。為打破國外技術(shù)和產(chǎn)品壟斷，降低石油、自然氣的開采本錢，為公司形成的經(jīng)濟增長點，通過自己的努力把握全部抗硫化氫腐蝕石油專用管的制造技術(shù)，開發(fā)具有獨立學問產(chǎn)權(quán)的高強度抗硫化氫腐蝕石油專用管產(chǎn)品，逐步占據(jù)國內(nèi)市場，參與國際競爭，實現(xiàn)高鋼級抗硫化氫腐蝕石油專用管國產(chǎn)化，產(chǎn)品國際化。2、工程目標：素養(yǎng)的科研人員，在市場調(diào)研、技術(shù)分析和前期成功研制開發(fā)APIC90、T95抗硫化的研制方案，實現(xiàn)高鋼級〔TP80S〔S〕～TP100S(S)〕抗硫化氫腐蝕石油專用管研制，并50%以上，并有局部產(chǎn)品出口創(chuàng)匯。3、主要技術(shù)治理路線：產(chǎn)品的包裝、銷售、宣傳和推廣。學性能和抗腐蝕性能，保證成品滿足用戶的要求。，得到第一手反響信息，做好后續(xù)產(chǎn)品的改進和推廣工作。4、實施過程中的主要創(chuàng)點：、鋼種設計：在國內(nèi)首先設計承受中碳鉻鉬系鋼中生產(chǎn)出符合APISPEC5CT并完全滿足油田實際抗硫化氫應力腐蝕性能要求的高強度抗硫化氫應力腐蝕套管。、獨特的純潔鋼生產(chǎn)技術(shù)：高強度抗硫化氫腐蝕石油專用管成品成分10ppm內(nèi)。MnS夾雜物的外形為把握要點，實現(xiàn)消退裂紋源，有效地提高材料的抗硫化氫應力腐蝕性能，到達高鋼級抗硫化氫腐蝕石油專用管具有良好的抗腐蝕性能。、獨特的鋼管熱處理技術(shù)：獲得均勻全都的回火索氏體組織和細小晶粒以到達高強高韌的平衡效果，保證鋼管的各項力學性能和抗硫化氫應力腐蝕性能。、獨特的把握鋼管剩余應力技術(shù)：選擇適宜的鋼管加熱制度，熱矯直溫度制度和區(qū)的技術(shù)難題，使鋼管具有格外優(yōu)異的抗硫化氫應力腐蝕性能和抗擠毀性能。5、主要實施效果和奉獻此工程設計了化學成分，制定生產(chǎn)工藝，并完成了全部的研制工作。經(jīng)測試，天津晶粒度、抗硫化氫應力腐蝕性能和其他使用性能全面滿足了APISPEC5CT和物資裝備總公司“套管訂貨補充技術(shù)條件”的要求。TP80SS套管經(jīng)過工廠嚴格的評價試驗20236口井的下井試驗，從而獲得了油田用戶的全面認可。TP90S2023年首次下井使用。TP95S2023年首次下井使用。TP100S2023年首次下井使用。70的生產(chǎn)上還是空白。國內(nèi)其他鋼管生產(chǎn)企業(yè)尚未開展抗硫化氫應力腐蝕石油專用管的研開發(fā)成功后，只有天津鋼管集團股份把握該項TP90S(S)、TP95S(S)、TP100S〔S〕供給了貴重閱歷，也為國內(nèi)抗腐蝕石油專用管爭論企業(yè)供給了可參考的技術(shù)路線和指標。自研發(fā)伊始就與重點油田用戶合作，深入施工現(xiàn)場，跟蹤油套管的使用，滿足用戶共性化TP80S(S)噸，TP90S(S)TP95S(S)TP100〔S，實現(xiàn)了國內(nèi)占有率為80。并有大局部產(chǎn)品出口其中TP80S(S)1039噸、TP90S〔S〕7106噸、TP100S〔S〕275噸。6、與國外先進指標比照API標準值和代表著世界最先進水平的日本同類產(chǎn)品性能比照，具體比照結(jié)果如下表所示：鋼管的性能與API標準和日本同類鋼管比照表屈服強度項 鋼 (Mpa)

抗拉強度(Mpa)

硬 度〔HRC〕 △

夏氏沖擊功(10×10mm)

組織 晶粒度目 級 MIN～MAXMIN

MAX

HRC

溫度(℃)

〔級〕L80

552～655655 23

- 0 14～23-API規(guī)定值

C90

621～724T95724T9572425.40-＞54本 制造鋼TP80SS6007192230166回索火氏8.5體TP90S677800243085回索火氏8.5體TP95S6918212430108回索火氏8.5體TP100S7368792930146回索火氏8.5體

689

3～25.4 043～

14～2614～27

- ＞5SM80SS592SM80SS5926872230101回馬體火氏8KO80S5836792230122回馬體火氏8NT80S625706223096回馬體火氏8SM90S7087992430114帶狀8SM95S6737602530196帶狀8KO95SS724801253062回火馬氏體8.5注：表中鋼管和日本鋼管性能均為平均值。TM0175-92NACETM0177-96A法σ應力腐蝕門檻值σth85%SMYS檻值σthTP80S(S)、TP90S(S)、TP95S(S)、TP100S(S)抗硫鋼管〔Φ244.5mm和Φ177.8mm〕在四川中、高硫化氫含量的油氣井使用，最大下井深度到達4328.06m。使用效果與日本同類產(chǎn)品相當。7、表達的社會和經(jīng)濟效益天津鋼管集團股份成功地研制出具有獨立學問產(chǎn)權(quán)的高強度抗硫化氫腐蝕歷史，對我國石油工業(yè)的戰(zhàn)略進展格外有利。濟效益。((3000個漢字)二、制造性奉獻要點一、生產(chǎn)工藝技術(shù)裝備制造性奉獻要點生產(chǎn)工藝制造性要點:、純潔鋼冶煉工藝：承受夾雜物元素含量低的優(yōu)質(zhì)廢鋼，運用超高功率電弧爐進展P、S〔鋼包爐精煉＋真空脫氣〔包芯絲喂絲處理，進展爐外精煉。嚴格把握鋼水化學成分，通過造泡沫白渣工藝，提純鋼Si-CaMnSCa10分去除，最大限度地降低鋼中氣泡夾雜。最終用連鑄機鑄成圓形鋼坯，嚴格把握鋼水過熱度、拉坯速度和冷卻水量。、精軋工藝：承受預穿孔機穿孔技術(shù)，承受精軋把握軋制精度，通過限動芯棒連軋機軋制，再通過定徑機或張減機準確定徑，在冷床上冷卻后，鋸切、冷矯直，最終將制出的鋼管經(jīng)過無損探傷和精整。800-950℃，進展淬火，然后在回火加熱通過無損探傷，然后進展管端車絲、接箍擰接、另一管端車絲，成品管再進展靜水壓試驗，兩管端頭上保護環(huán)，進展噴標、涂漆，接箍做鍍銅處理，最終制成成品鋼管。技術(shù)裝備性要點：1、煉鋼設備：短流程工藝，偏心爐底出鋼保證鋼水的純潔度，爐外精煉設備降低鋼中夾雜物含量，VDCaAr止鋼水在澆鑄過程中的二次氧化。2)、軋管設備：承受MPMPQF±4%。外徑把握精度范圍±0.5%，壁厚把握精度范圍±7.5%。整體直度≤0.15%，局部偏差<3mm/m。、熱處理設備：承受內(nèi)噴外淋的淬火設備，加熱爐溫度變化把握在±10℃，均勻的保證材料的抗腐蝕性能。特別扣加工設備：針對抗腐蝕材料的特別要求開發(fā)特別扣，保證密封性和抗粘扣性。制造性奉獻要點APISPEC5CT工藝具有自主學問產(chǎn)權(quán)，成功閱歷對多行業(yè)的材料設計均有啟發(fā)和指導奉獻。材料應用。高強度抗硫化氫腐蝕專用管開發(fā)目的就是應用在含硫化氫極高的惡劣生用管開發(fā)成功及應用為油田安全開采以及加大開采的可能性作出了巨大的奉獻。材料的推廣。高強度抗硫化氫腐蝕專用管的應用和國產(chǎn)化，不僅降低了油田的鉆采了奉獻。二、治理制造性奉獻要點1、深入油田，了解油田的需求蝕套管的狀況。2、組織特地的開發(fā)科研隊伍，進展攻關(guān)TPCO扣加工、質(zhì)量檢驗、性能試驗等，摸索出具有TPCO自主學問產(chǎn)權(quán)的一整套生產(chǎn)抗硫化氫應TPCO20233、組織特地的技術(shù)效勞隊伍，全程為油田效勞TPCOTPCO下井成功，填補了國內(nèi)空白。三、節(jié)約社會資源與保護環(huán)境的制造性要點TPCO于同行業(yè)和國家規(guī)定的指標〔詳見環(huán)境指標比照表。TPCOISO140012023噸鋼廢水排放量/噸COD/噸等指標處于行業(yè)領先水平。四、主要專有技術(shù)和專利介紹專利名稱：抗硫化氫應力腐蝕的石油鋼管及其制造方法專利公開號：ZL202310016498.6三、數(shù)據(jù)對比產(chǎn)品指標比照(性能、成分、精度、外表質(zhì)量、包裝、批量穩(wěn)定性……)指標科目本企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)先進產(chǎn)品A先進產(chǎn)品B硬度TP95S≤25APIT95≤25.4SM95S≤26金相組織TP95SSAPIT95SM95SSSCTP95SS90%APIT9580%SM95S85%關(guān)于比照指標含義和比照進口產(chǎn)品指標說明：形、塑性變形或破斷的力氣。它是表征材料的彈性、塑性、形變強化率、強度和韌性等不同物理量組合的一種綜合性能指標。同一強度下，一般材料硬度越低抗腐蝕性越好。TP95S金相組織：將用適當方法〔如侵蝕〕處理后的金屬試樣的磨面或其復型或用適500~650℃組織特征是由等軸狀鐵素體和細粒狀碳化物構(gòu)成的復相組織，馬氏體片的痕跡已消逝，滲碳體的外形已較清楚，但在光鏡下也難區(qū)分，在電鏡下可看到的滲碳體顆粒較大。材S中抗腐蝕性能最好的。最小SSC這里需強調(diào)的是應力和腐蝕的共同作用。應力腐蝕門檻值是評價管道抗應力腐蝕力氣的義最小屈服強度APISPEC5CTσth80%SMYSσthTenaris、VM生產(chǎn)工藝技術(shù)指標比照(成材率，生產(chǎn)周期，交貨期)指標科目本企業(yè)指標國外企業(yè)A國外企業(yè)B成材率〔管坯-管材〕94%90%80%生產(chǎn)周期7d＞7d＞7d交貨期346關(guān)于比照指標含義和比照企業(yè)指標的說明成材率：是材料的有效使用率，一般通過實際計算或者理論計算得到。成材率熱軋無縫鋼管(坯一材)成材率，視其技術(shù)裝備水平不同波動較大，技術(shù)先進軋機一般為80％100—150kWh75％70％高，外表質(zhì)量好，成材率高，工具消耗、能源消耗以及軋制本錢低等特點。此工程開發(fā)的產(chǎn)品不僅保證管體尺寸的高精度，同時成材率高。生產(chǎn)周期：生產(chǎn)周期是產(chǎn)品從開頭投產(chǎn)至產(chǎn)出的全部時間。在工業(yè)中，指該產(chǎn)TPCO短流程冶煉工藝，通過連軋技術(shù)直接得到管材，再經(jīng)過調(diào)質(zhì)工藝得到高強度抗腐蝕石油專用管。生產(chǎn)周期短。SM、VM交貨期：交貨期是指賣方將貨物裝上運往目的地〔港〕的運輸工具或交付承運人的日期，一般油井管均以簽訂正式商務合同后多少天或者多少個月作為交貨期?，F(xiàn)指經(jīng)過生產(chǎn)廠正常生產(chǎn)供貨的交貨期，非庫存交貨期。依據(jù)標準的要求，抗腐蝕石油專用管抗硫化氫試驗需要一個月的時間，加上正常的生產(chǎn)周期，抗腐蝕石油專用管的最少交生產(chǎn)高強度抗腐蝕石油專用管，生產(chǎn)力大，交貨期短，遠遠短于進口管子的交貨期，滿足國內(nèi)油田的多樣化需求。環(huán)境資源指標比照(能耗、排污)指標科目綜合標煤千克/噸鋼

本產(chǎn)品數(shù)據(jù)341.2

國家強制指標 先進企業(yè)A數(shù)據(jù) 先進企業(yè)B數(shù)據(jù)長流程：一級<680二級<720三級<780短流程：一級<480二級<520三級<580綜合電耗KWH/噸鋼SO2千克/噸鋼

755.130.83 一級<1二級<2三級<2.5污染物達標率

100%開頭。市場占有狀況指標(占國內(nèi)消費量的比例)年份80S(SS)總量〔噸〕占有率90S(SS)總量〔噸〕占有率100S(SS)總量〔噸〕占有率2023403865.56%62677.32%11477100%2023654878.34%139580.89%2023710287.88%244481.55%84100%本產(chǎn)品國外市場占有率(占全國出口本產(chǎn)品量的比例)2023TPCO年需求量/噸TPCO/噸市場占有率%先進企業(yè)A數(shù)據(jù)先進企業(yè)據(jù)B數(shù)俄羅斯20230273.91.40%加拿大20230483.52.40%加坡100006350.963.50%阿聯(lián)酋600002750.05%伊朗600001039.717.30%合95%目前，我公司抗硫套管出口的國家有：1TPCO-07034ETP95SS273.9ORTONATRADELTD.，年需求量大約在2萬噸，我公司的市場占有率為：1.4%；22.4%；TP95S6350.9噸客戶為：TUBULARRESOURCESPTELTD.，年需求量大約在1萬噸，我公司市場占有率為：63.5%；4、阿聯(lián)酋：TPCO-09414ETP9110S275：STERLINGENERGYLIMITED.，6：0.05%；5、伊朗：TPCO-09103E出口TP95SS1039.7噸客戶為：KALANAFTCO.THERAN,600017.3%。目前國外市場形勢分析：1、由于抗硫套管，尤其是高級產(chǎn)品如：TP 一般都比較惡劣。用戶在選購之前，都期望能夠最大把握地保證選購的鋼管滿足要求，以降低使用過程中的風險。因此，在該類產(chǎn)品選購上傾領域市場較早，用戶認可度較高，產(chǎn)品性能的把握度較大；因此在對我公司抗硫套管產(chǎn)品整體狀況了解不太清楚的前提下，寧可高價訂購歐日產(chǎn)品，也不情愿冒險購置我公司產(chǎn)品。油公司等。3、另外，加強與潛在客戶的技術(shù)溝通，讓其了解并信任TPCO性能及牢靠性，加大宣傳力度，建立長期的技術(shù)合作、逐步翻開抗硫套管的市場。加大技術(shù)支持和售后效勞力度，加強對已經(jīng)選購的客戶的定期質(zhì)量回訪，意見收集工作，開發(fā)品。只有以合理的價格，具有與歐美日韓企業(yè)的同樣甚至更好的產(chǎn)品質(zhì)量和牢靠性，及良好的售后效勞及技術(shù)支持才能贏得市場贏得更高的市場占有率。四、效益計算效益計算(近3年數(shù)據(jù)計算)銷售收入〔元〕年份 80S(SS) 90S(SS) 110S(SS)2023 48,456,000 8,138,000 2023 85,124,000 19,530,000 02023 71,020,000 26,884,000 1,764,000合計 204,600,000 54,552,000 300,166,000替代進口的社會收益計算料